Os terremotos são repentinos e seu abalo pode ser devastador. Mas cerca de 20 anos atrás, um novo tipo de terremoto foi descoberto. Não podemos senti-los, e os geólogos ainda sabem muito pouco sobre eles, como a frequência com que ocorrem.

Terremotos regulares ocorrem quando a rocha no subsolo se rompe ao longo de uma falha - uma rachadura na crosta terrestre que comumente forma uma fronteira entre as placas tectônicas - e desliza a uma velocidade de cerca de um metro por segundo.

Anteriormente, pensava-se que a menos que haja um terremoto, falhas se movem muito lentamente, na taxa de crescimento da unha. Então, melhores instrumentos de detecção de terremotos revelaram que existe uma grande variedade de velocidades de deslizamento entre elas. Eles são conhecidos como terremotos lentos e podem durar dias, meses ou às vezes até anos.

"O movimento da Terra acelera, mas não acelera a ponto de causar um terremoto que pode ser sentido na superfície, "disse o Dr. Ake Fagereng, geólogo da Cardiff University, no Reino Unido.

No entanto, ainda há muitas perguntas a serem respondidas sobre terremotos lentos. Como eles acontecem, por exemplo, ainda não está claro, bem como quais seriam as repercussões.

O Dr. Fagereng e seus colegas estão especialmente interessados ​​na relação dos terremotos lentos com os normais e nas condições que dão origem a esses eventos, que eles estão investigando como parte de um projeto chamado MICA. "Se pudermos descobrir isso, então, esperançosamente, também podemos descobrir se essas condições podem mudar para que um terremoto acelere, "disse o Dr. Fagereng.

Além de perfurar em uma área offshore na Nova Zelândia que sofre terremotos lentos, a equipe tem visitado regiões do Japão, Namíbia, Chipre e o Reino Unido que os teriam experimentado no passado. Uma vez que ocorrem nas profundezas da superfície da Terra, o que é difícil de estudar, os pesquisadores escolheram áreas que antes estavam em profundidades e condições adequadas, mas que foram trazidas à superfície com o tempo devido à erosão e elevação.

"Estamos procurando estruturas que se formaram (como resultado de terremotos lentos) e o que elas nos dizem sobre como as rochas acomodaram esse deslizamento, "disse o Dr. Fagereng.

Rastejar

A teoria deles é que terremotos lentos ocorrem quando se arrastam - minúsculos, movimentos contínuos em uma falha - acelera em toda a zona de falha, que pode ter vários quilômetros de espessura. Suas observações de campo mostraram que uma falha pode ser composta por diferentes tipos de rochas de resistência variável, como basalto sólido e granito e sedimentos ricos em argila mais fracos. Eles suspeitaram que rochas mais fortes começam a se fraturar à medida que a fluência aumenta devido às rochas mais fracas que se movem ao redor delas, mas não conseguiram explicar exatamente por quê.

Usando informações de seu trabalho de campo, eles agora desenvolveram um modelo matemático para reproduzir sua teoria e descrever parte da física por trás dela. Uma mistura de rochas com diferentes estilos de deformação - como quebra ou dobra - parece ser a chave. Uma proporção de rocha fraca rastejante é necessária, bem como pressão localmente alta o suficiente para causar a ruptura de alguma rocha.

"Uma possibilidade para esses terremotos lentos é que você tem uma zona de rastejamento espessa com pedaços mais fortes (de rocha) embutidos, "disse o Dr. Fagereng.

A equipe está planejando acompanhar mais observações de campo para refinar seu modelo. Eles ainda não conseguem explicar por que terremotos lentos ocorrem em locais específicos, por exemplo, e por que eles são muito mais previsíveis do que terremotos regulares, frequentemente ocorrendo em intervalos definidos.

O Dr. Fagereng acredita que as descobertas do projeto podem ajudar a melhorar a previsão de terremotos e tsunamis. Ano passado, pesquisadores encontraram a primeira evidência de um terremoto lento antes de um terremoto regular em uma área a oeste de Fairbanks, Alasca, nos E.U.A. Mas a ligação entre os dois tipos de tremores não é bem compreendida. Em alguns casos, terremotos lentos também podem aliviar o estresse que, de outra forma, aumentaria e causaria um terremoto maior.

"Esperamos chegar a algum lugar sobre a relação entre terremotos lentos e terremotos regulares, "disse o Dr. Fagereng." E então isso poderia potencialmente alimentar modelos de terremotos de tamanho que você pode obter em diferentes regiões. "

Os experimentos de laboratório também podem lançar luz sobre a física de terremotos lentos. O Dr. Nicolas Brantut, da University College London, no Reino Unido, e seus colegas estão usando máquinas personalizadas que podem deformar amostras de rochas em altas pressões e temperaturas para imitar as condições bem abaixo da superfície da Terra.

Transição quebradiça-plástica

Sua equipe está particularmente interessada na transição quebradiça-plástica, uma região cerca de 10 a 15 quilômetros abaixo da superfície, onde o comportamento das rochas muda. Acima desta zona eles são quebradiços, enquanto abaixo dela eles fluem devido à alta temperatura e pressão que aumentam com a profundidade. "A parte frágil é onde você tem terremotos, "disse o Dr. Brantut.

Contudo, terremotos lentos parecem ocorrer na zona de plástico quebradiço, com base em observações sismológicas. Em muitos casos, eles também ocorrem nas mesmas condições de temperatura e pressão encontradas nesta região. Mas por enquanto, eventos de deslizamento lento têm sido tipicamente modelados com base nas forças de atrito em uma falha, sem levar em consideração as peculiaridades da zona de transição plástico-quebradiça onde as rochas começam a fluir.

"As interações entre os mecanismos de fricção e os mecanismos de fluxo de plástico não são compreendidas bem o suficiente para descartá-los como mecanismos para terremotos lentos, "disse o Dr. Brantut.

Como parte do projeto RockDEaF, Dr. Brantut e sua equipe estão investigando o movimento das rochas na transição quebradiça-plástica. Eles estão reproduzindo as condições dessa região em pedaços de rocha com centímetros de comprimento para ver se se rompem ou fluem. “Queremos entender como esses mecanismos competem entre si, "disse o Dr. Brantut.

Simulando

Até aqui, a equipe examinou a transição quebradiça-plástica simulando uma falha na crosta terrestre em um bloco de mármore. Eles investigaram o comportamento da rocha em diferentes pressões e esperavam encontrar uma transição abrupta entre o comportamento quebradiço e o plástico.

Contudo, eles ficaram surpresos ao descobrir que ambos os comportamentos ocorriam simultaneamente sob uma ampla gama de condições de pressão. "Isso é algo que eu acho que ninguém percebeu antes, "disse o Dr. Brantut." O fato de que podemos ter atrito e deformação em um continuum ao mesmo tempo. "

O Dr. Brantut acredita que os resultados do projeto podem ajudar a identificar onde podem ocorrer terremotos lentos, determinando as condições e propriedades das rochas que são necessárias.

Mas eles também podem fornecer novas pistas sobre as profundidades nas quais os terremotos regulares se originam. A temperatura abaixo da superfície da Terra aumenta em função da profundidade, o que é tipicamente um aumento de 10 ° C a 40 ° C por quilômetro na crosta. Acredita-se que o ponto mais baixo de origem de um terremoto coincida com profundidades que chegam a 600 ° C, já que as rochas se tornam flexíveis quando ultrapassam essa temperatura e, portanto, não podem se quebrar e gerar um terremoto. No entanto, uma melhor compreensão da transição no comportamento da rocha deve ajudar a determinar se a temperatura é o fator decisivo.

"Devemos entender mais sobre o que realmente controla o quão profundo podemos esperar que os terremotos se propaguem, "disse o Dr. Brantut.